Minden terméktervezőnek nap mint nap foglalkoznia kell az elektromágneses összeférhetőség (EMC) kérdésével - különösen, ha olyan frekvenciameghatározó komponenseket használnak, mint a kristályoszcillátorok. A kereskedelmi forgalomban kapható kvarcoszcillátorokban használt IC-k meredek éleket és harmonikus felharmonikusokat generálnak. Bár rendelkezésre állnak szórt spektrumú oszcillátorok, ezek sok alkalmazásban nem használhatók, mivel túlságosan pontatlanok. A ±0,5%-os középponti szórással például a kimeneti frekvencia fout ±0,5%-os tartományban modulálódik. A 33,333 vagy 66,666 MHz-es frekvenciából kiindulva a ±0,5%-os frekvenciamoduláció 33,333 MHz ±166,665 kHz vagy 66,666 MHz ±333,330 kHz frekvenciamodulációs tartománynak felelne meg - ez túl sok a pontos órajelezéshez. A legtöbb esetben csak ±50 ppm megengedett ezekben az alkalmazásokban, azaz 100-szor kevesebb. A ±50 ppm frekvenciastabilitás 33,333 MHz-en ±1,66665 kHz tűrésnek, 66,666 MHz-en pedig ±3,3333 kHz tűrésnek felel meg. Ilyen esetekben a fejlesztőknek korábban nagyon költséges intézkedésekkel kellett megpróbálniuk csökkenteni az EMC-t. Erre most már nincs szükség. A Landsberg am Lech-i Petermann-Technik innovatív IC-technológiára, a Next Generation Clockingra alapozva a SoftLevel kimeneti jellel ellátott SMD szilícium órajel-oszcillátorok széles választékát kínálja. A SoftLevel technológia egy programozható kimeneti jel, amelyben az LVCOMS kimeneti jel harmonikusai jelentősen csökkenthetők az emelkedési
(trise) és esési idő
(tfall) növelésével. A SoftLevel technológiának köszönhetően a kimeneti jel pontosan az ügyfél igényeihez igazítható.
[caption id="attachment_147" align="alignleft" width="300"]
1. ábra: Egy LVCMOS kimeneti jel t periódusidője 20% és 80% közötti trise és tfall értékekkel[/caption].
Mit csinál a SoftLevel függvény
Az 1. ábra egy LVCMOS kimeneti jel t periódusidőjét mutatja 20% és 80% közötti
trise és
tfall értékekkel, a 2. ábra egy normál LVCMOS négyszögjel (piros vonal) élgörbéjét mutatja a SoftLevel LVCMOS kimeneti jelhez (kék vonal) képest +3,3 VDC tápfeszültség mellett. Jól látható, hogy a SoftLevel funkció lekerekíti a négyszögjel éleit (cápauszonyhoz hasonló alak), és így jelentősen csökkenti a felharmonikusokat. A 3. ábra az EMC-csillapítást (páratlan felharmonikusok) mutatja a kimeneti jel t periódusidőjének függvényében.
trise és
tfall az órajel t periódusidőjéhez viszonyítva van kifejezve. Itt a
trise és a
tfall a t 0,05 és 0,45 (5% és 45%) közötti tartományban bővíthető. Ha a
trise és a
tfall 5%-kal meghosszabbodik az alapjelhez képest, a jel alakja meglehetősen közel kerül az eredeti négyszögletes jelhez. 45%-os kiterjesztés esetén a kimeneti jel alakja egyre inkább egy cápauszonyra hasonlít, és a 11. harmonikusnál az EMC-csillapítás meghaladja a -60 dB-t. Hatalmas érték a
trise és a
tfall ilyen egyszerű beállításához.
[caption id="attachment_148" align="alignleft" width="397"]
2. ábra: Egy normál LVCMOS négyszögjel (piros vonal) élgörbéje egy lágy szintű LVCMOS kimeneti jelhez (kék vonal) képest, amelynek élei lekerekítettek[/caption].
Mibe kerül a SoftLevel funkció a fejlesztőnek?
Semmit, mert a SoftLevel funkció az
LPO,
LPOP,
HTLPO,WTLPO, WTLPO,
UPO,
HTLPO-AUT és
WTLPO-AUT sorozatú
SMD szilícium órajel-oszcillátorok alapfelszereltségének része. (AUT = az AEC-Q100-on alapuló autóipari termék). Ezen kívül ezek az oszcillátor-sorozatok 7 mm x 5 mm, 5 mm x 3,2 mm, 3,2 mm x 2,5 mm, 2,5 mm x 2,0 mm és 2,0 mm x 1,6 mm méretű szabványos házakban kaphatók, és így a meglévő NYÁK elrendezésekbe illeszthetők, és így közvetlenül helyettesíthetik a kvarcoszcillátorokat. Annak érdekében, hogy a PETERMANN-TECHNIK házon belüli mérnöki részlege optimális tanácsadást tudjon nyújtani az ügyfeleknek, és az alkalmazás követelményei alapján programozni tudja a terméket, a fejlesztőnek meg kell adnia, hogy milyen
trise/fall időt tud elfogadni az alkalmazásban. A programozással - a
trise/fall idő meghosszabbításával - a páratlan felharmonikusok csillapítása érhető el. A Petermann-Technik szakemberei az SMD szilícium óraoszcillátorok áramköri tervezésénél a tápfeszültség és a földelőtüskék között 0,1 µF-os leválasztó kapacitást javasolnak. Ez jelentősen minimalizálja a betáplált tápfeszültség hatását.
[caption id="attachment_149" align="alignleft" width="300"]
3. ábra: EMC-csökkenés a hosszabb periódusidő függvényében[/caption].
Az SMD szilícium órajel-oszcillátorok további előnyei
A fent említett sorozat SMD szilícium órajel-oszcillátorai 2,25-3,63
VDC tápfeszültség-tartományban is kaphatók. Ezen a
VDD-tartományon belül az oszcillátorok bármilyen tápfeszültséggel üzemeltethetők (pl. 2,5
VDC±10%, 2,8
VDC±10%, 3,0
VDC±10%vagy 3,3
VDC ±10%). Ez azt jelenti, hogy a termékfejlesztőnek csak egy oszcillátort kell négy klasszikus tápfeszültséghez minősítenie. Ez a szabványos funkció sok pénzt takarít meg a fejlesztőnek az alkatrészek minősítésénél, az ellátási lánc vezetőjének pedig a lényegesen kevesebb alkatrész beszerzésénél, adminisztrációjánál és tárolásánál. Egy alkatrész nagyobb mennyisége kedvezőbb árat is eredményez. Természetesen a fent leírt lágy szintfunkció a 2,25 és 3,63
VDC közötti
VVDD-tartományban is alapfunkcióként áll rendelkezésre.
Ezenkívül az SMD szilícium órajel-oszcillátorok alapfelszereltségként nagyon pontos frekvenciatűrésekkel rendelkeznek, például ±20ppm@-40/85 °C, ±30ppm@-40/105 °C és ±50ppm@-40/125 °C esetén. Természetesen az AEC-Q100 kompatibilis oszcillátorok (HTLPO-AUT és WTLPO-AUT) a leírt tulajdonságokkal is rendelkezésre állnak.
A SoftLevel funkció javítja az EMC viselkedést
Az SMD órajel-oszcillátorok EMC viselkedése jelentősen javítható a SoftLevel funkcióval a kimeneti jel
trise és
tfall értékének egyszerű, ingyenes beállításával, így a fejlesztőnek nem kell többé költséges intézkedéseket hoznia az alkalmazása EMC viselkedésének javítására. Az SMD szilícium órajel-oszcillátorok azonnal felszerelhetők a meglévő NYÁK-alaprajzokra. A 2,25 és 3,63 VDC közötti VDD-tartománynak és a nagyon szűk szabványos frekvenciatűréseknek köszönhetően az alkatrészek minősítése, beszerzése, kezelése és tárolása terén is sok pénzt lehet megtakarítani.
További információk a következő címen találhatók:
Szilícium oszcillátorok (mint MEMS)
vagy a
Szilícium oszcillátorok termékáttekintés
Műszaki kérdések:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail:
info@petermann-technik.de
